روان کننده ها بسته به نیاز و کاربردشان به شکل های مایع، گریس و جامد هستند. روان کننده ها می توانند برخی یا همه مزایای زیر را داشته باشند:

•         کاهش اصطکاک و سایش •         کنترل گرما •         کنترل آلودگی •         جلوگیری از واکنش شیمیایی انتقال انرژی

 

1- روغن‌های پایه معدنی در مقابل روغن‌های سنتتیک

درصد کمی از روان کننده های در دسترس با استفاده از روغن های پایه مصنوعی به جای روغن های پایه تصفیه شده خام، فرموله می شوند. مولکول‌های روغن‌های پایه مصنوعی یا کاملاً ساخته دست بشر هستند (با سنتز یا پلیمرسازی) یا با اعمال فشار، دما و/یا کاتالیز به شدت اصلاح می‌شوند. انواع مختلفی از روغن های مصنوعی با خواص متفاوت وجود دارد. موارد زیر چند مزیت بالقوه مرتبط با استفاده از روغن پایه مصنوعی است (توجه داشته باشید، همه مزایا برای همه مواد مصنوعی اعمال نمی شود):

 

•         افزایش پایداری اکسیداسیون •         بهبود روانکار •         مقاوم در برابر آتش •         مقاومت حرارتی بهتر •         فواصل تخلیه طولانی •         سیالیت بهتر در دمای پایین •         فراریت کمتر و نقطه اشتعال بالاتر •         شوینده طبیعی •         شاخص ویسکوزیته بالاتر

 

2- افزودنی ها و وظایف آن ها

افزودنی ها مواد شیمیایی هستند که برای تغییر یا افزودن یک یا چند ویژگی عملکرد به روغن پایه وارد می شوند. به طور کلی می توان گفت که از افزودنی ها برای موارد زیر استفاده می شود:

•         بهبود خواص روغن پایه موجود   •         از بین بردن خواص نامطلوب روغن پایه   •         دادن خواص جدید به روغن های پایه

 

1-2- آنتی اکسیدان ها/ بازدارنده های اکسیداسیون

روغن روان کننده می تواند با اکسیژن واکنش دهد، به ویژه در دماهای بالا، تا فرآیند تخریب دائمی را آغاز کند. این فرآیند که اکسیداسیون نامیده می شود، خطر آسیب به ماشین آلات را به همراه دارد.

واکنش‌های اکسیداتیو خواص شیمیایی و فیزیکی روغن را به روش‌های زیر تغییر می‌دهند:

• ویسکوزیته افزایش می یابد
• اسیدیته بیشتر (پتانسیل خوردگی)
• وزن مخصوص افزایش می یابد
• رنگ روغن تیره تر می شود
• لاک و رسوبات روی سطوح اجزا تشکیل می شود
• لجن تشکیل می شود

افزودنی های آنتی اکسیدانی/بازدارنده اکسیداسیون به مبارزه با فرآیند اکسیداسیون و افزایش عمر روغن کمک می کنند.

مواد افزودنی رایج آنتی اکسیدانی/بازدارنده اکسیداسیون عبارتند از:

• فنل های بازدارنده – اولیه
• آمین های معطر – اولیه
• دی تیوفسفات روی (همچنین محافظت ضد سایش را فراهم می کند) – ثانویه
• سولفونات ها و فنات های فلزی – غیرفعال کننده های فلزی

***با آنتی اکسیدان ها نمی توان از شروع اکسیداسیون جلوگیری کرد، فقط می توان آن را به تأخیر انداخت***

2-2- بازدارنده زنگ

آب بر روان کننده ها و سطوح ماشین تاثیر نامطلوب می گذارد. زنگ ناشی از آب یک نوع آلودگی است و یک شکل رایج سایش خورنده است که عمر مفید آهن و فولاد را کاهش می دهد.

بازدارنده‌های زنگ مولکول‌های قطبی هستند که از نظر شیمیایی به سطوح فولادی یا آهنی (فلز-لوفیلیک) جذب می‌شوند و دارای دمی محلول در روغن (اولئوفیل) هستند. این افزودنی یک لایه مانع آبگریز برای دفع آب از سطوح آهنی یا فولادی تشکیل می دهد. با جدا کردن آب از سطح اجزاء، فرآیند زنگ زدگی مهار می شود. مواد افزودنی معمولی ضد زنگ عبارتند از:

• سولفونات ها
• فسفات ها
• اسیدهای آلی، سوکسینیمیدها، استرها و آمین ها

اکثر بازدارنده های زنگ آلکیل سوکسینیک اسید هستند. آلکیل یک مولکول با زنجیره بلند است که خاصیت حلالیت در روغن و آب گریزی دارد.

3-2- دیسپرسنت ها و مواد شوینده

پراکنده کننده ها مولکول های قطبی هستند که ذرات دوده تشکیل شده به عنوان محصول جانبی احتراق سوخت در موتورها را پوشش می دهند. به این ترتیب، آنها عمدتاً در فرمولاسیون روغن موتور استفاده می شوند. این افزودنی به گونه‌ای طراحی شده است که از تجمع دوده و رسوب بر روی سطوح اجزاء، به ویژه در مناطق خنک‌تر موتورها (روغن، پوشش راکر و غیره) جلوگیری کند. پخش کننده کمک می کند تا ذرات دوده کوچک و ریز تقسیم شوند تا معلق باقی بمانند و به راحتی بر روی سطوح اجزا متراکم نشوند.

دیسپرس کننده ها عمدتاً در روغن موتور برای کنترل تجمع ذرات دوده استفاده می شوند.

مواد شوینده یک ویژگی بیش از حد پایه برای خنثی کردن اسیدهایی که از احتراق، آلودگی و اکسیداسیون روغن ایجاد می شوند، ارائه می دهند. این ویژگی بیش از حد پایه (یا قلیاییت) چیزی است که به روغن موتور، شماره پایه آنها (BN) را می دهد. قلیاییت یک ویژگی معمولی است که در تجزیه و تحلیل روغن نظارت می شود (در ادامه بحث خواهد شد). بدون خنثی سازی اسیدهای رایج مانند اسیدهای کربوکسیلیک، اسیدهای فرمیک، اسیدهای گلیکولیک، اسیدهای سولفوریک و اسیدهای نیتریک، آسیب به سطوح داخلی در اثر خوردگی رخ می دهد. بیشتر ترکیبات افزودنی شوینده صابون های آلی فلزی باریم، کلسیم و منیزیم هستند و عبارتند از:

•         سولفونات کلسیم •         باریم سولفونات •         سولفونات منیزیم •         فنات کلسیم

**شوینده ها و سایر افزودنی های بیش از حد، اسیدهای ناشی از اکسیداسیون و احتراق روغن را خنثی می کنند**

4-2- افزودنی های ضد سایش و فشار شدید

افزودنی های ضد سایش (AW) و فشار شدید (EP) از اجزای روغن کاری شده در برابر اصطکاک و سایش بیش از حد تحت شرایط مرزی محافظت می کنند. تحت فشار بالا، این افزودنی‌های فعال شیمیایی با سطوح اجزای سازنده واکنش می‌دهند تا لایه‌های اکسیدی نرم و صابون‌مانندی را تشکیل دهند که روان‌کاری بیشتری را در تماس‌های مرزی اصطکاکی بین سطوح لغزنده ارائه می‌دهند.

افزودنی های رایج AW و EP  عبارتند از: •         دی تیوفسفات روی/دی تیوفسفات دیالکیل (ZDDP) •         تری کرسیل فسفات (TCP) •         سولفور فسفر (S-P) •         دی سولفید مولیبدن محلول (EP)

 

5-2- بهبود دهنده های VI

بهبود دهنده های VI  پلیمرهایی با زنجیره بلند با وزن مولکولی بالا هستند که برای افزایش شاخص ویسکوزیته (VI) روان کننده هایی که به طور معمول در معرض دماهای روغن با دامنه وسیع قرار دارند، استفاده می شوند. دمای روغن، چه بالا و چه پایین، مستقیماً بر ویسکوزیته آن تأثیر می گذارد. دمای پایین باعث افزایش ویسکوزیته می شود در حالی که دمای بالا باعث کاهش ویسکوزیته می شود. هر دو ویسکوزیته شدید (کم و زیاد) می توانند کیفیت روانکاری را کاهش دهند. بهبود دهنده های VI  در فرمولاسیون روغن برای کاهش سرعت تغییر ویسکوزیته به دلیل تغییر دمای روغن در طول سرویس استفاده می شود.

بهبود دهنده های VI عمدتاً از پلیمرها و استرهایی مانند موارد زیر تشکیل شده اند:

• کوپلیمر الفین (OCP)
• پلی اکریلات
• استر پلی متاکریلات (PMA)
• پلی ایزوبوتیلن (PIB)

6-2- بازدارنده های کف یا ضد کف

مواد ضد کف از تشکیل کف های پایدار بالاتر از سطح روغن در مخازن جلوگیری می کنند. مواد ضد کف معمولاً پلیمرهایی مانند متیل سیلیکون یا پلی متاکریلات هستند. آنها به صورت میکرو گلبول‌ها در روغن پخش می‌شوند که اندازه آنها حدود 10 میکرون است. این گلبول ها با بالا آمدن هوا به سمت بالا کشیده می شوند و سپس حباب های تشکیل شده را ضعیف می کنند و باعث ترکیدن آنها می شوند.

7-2- کاهنده‌های نقطه ریزش

کاهنده‌های نقطه ریزش (PPD) پلیمرهایی هستند که به روغن و روان‌کننده‌ها اجازه می‌دهند در دمای بسیار پایین زمستان بدون تشکیل موم سنگین و ضخیم شدن جریان پیدا کنند. PPD ها با تشکیل موم در این دماهای سرد تداخل می کنند و روغن را قادر می سازند تا قابل پمپاژ (قابل جریان) بماند.

**افزودنی های کاهش دهنده نقطه ریزش به کاهش نقطه ریزش روغن های پایه پارافینیک کمک می کنند**